Predictor 预测器模块

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概述

预测器模块负责根据障碍物的类型、位置和状态生成未来运动轨迹。模块采用工厂+策略模式，由 PredictorManager 统一管理所有预测器实例，根据障碍物属性（车辆/行人/骑行者、车道内/车道外、路口内/路口外、优先级等）选择对应的预测算法。系统支持 8 种预测器类型，并可通过配置切换默认算法，同时支持串行和并行两种预测模式。

核心类

Predictor

预测器抽象基类，定义了所有预测器的统一接口。

cpp

class Predictor {
 public:
  virtual bool Predict(const ADCTrajectoryContainer* adc_trajectory_container,
                       Obstacle* obstacle,
                       ObstaclesContainer* obstacles_container) = 0;
  int NumOfTrajectories(const Obstacle& obstacle);
  virtual void Clear();
  void TrimTrajectories(const ADCTrajectoryContainer& adc_trajectory_container,
                        Obstacle* obstacle);
  const ObstacleConf::PredictorType& predictor_type();

 protected:
  static Trajectory GenerateTrajectory(
      const std::vector<apollo::common::TrajectoryPoint>& points);
  void SetEqualProbability(const double probability, const int start_index,
                           Obstacle* obstacle_ptr);
  bool TrimTrajectory(const ADCTrajectoryContainer& adc_trajectory_container,
                      Obstacle* obstacle, Trajectory* trajectory);
  bool SupposedToStop(const Feature& feature, const double stop_distance,
                      double* acceleration);
  ObstacleConf::PredictorType predictor_type_;
};

PredictorManager

预测器管理器，负责预测器的注册、创建、路由和调度。

cpp

class PredictorManager {
 public:
  void Init(const PredictionConf& config);
  void Run(const apollo::perception::PerceptionObstacles& perception_obstacles,
           const ADCTrajectoryContainer* adc_trajectory_container,
           ObstaclesContainer* obstacles_container);
  Predictor* GetPredictor(const ObstacleConf::PredictorType& type);
  void PredictObstacle(const ADCTrajectoryContainer* adc_trajectory_container,
                       Obstacle* obstacle,
                       ObstaclesContainer* obstacles_container,
                       PredictionObstacle* const prediction_obstacle);
  const PredictionObstacles& prediction_obstacles();

 private:
  std::map<ObstacleConf::PredictorType, std::unique_ptr<Predictor>> predictors_;
  // 各场景下的预测器类型映射（见下方配置章节）
};

核心函数

Predictor 基类方法

方法	说明
`Predict()`	纯虚函数，子类实现具体预测逻辑，生成障碍物的预测轨迹
`NumOfTrajectories()`	返回障碍物最新特征中已生成的预测轨迹数量
`GenerateTrajectory()`	将轨迹点序列转换为 `Trajectory` 对象
`SetEqualProbability()`	从 `start_index` 开始，为所有轨迹均匀分配概率
`TrimTrajectories()`	遍历障碍物的所有预测轨迹，移除进入路口的尾部部分
`TrimTrajectory()`	裁剪单条轨迹：若起始点已在路口内则跳过，否则移除轨迹中首次进入路口之后的点
`SupposedToStop()`	根据停车距离和当前速度计算减速度，判断障碍物是否应在指定距离内停车

PredictorManager 核心方法

方法	说明
`Init()`	根据 `PredictionConf` 配置各类障碍物对应的预测器类型
`Run()`	主入口，根据 `FLAGS_enable_multi_thread` 选择串行或并行模式
`PredictObstacles()`	串行模式：遍历所有感知障碍物，逐个调用 `PredictObstacle()`
`PredictObstaclesInParallel()`	并行模式：按障碍物 ID 分组到线程池，各线程独立预测
`PredictObstacle()`	对单个障碍物进行预测，根据障碍物类型和状态路由到对应预测器
`CreatePredictor()`	工厂方法，根据 `PredictorType` 创建具体预测器实例
`RegisterPredictor()`	注册预测器到 `predictors_` 映射表

障碍物类型路由方法

方法	说明
`RunVehiclePredictor()`	车辆预测路由：交互模式 > 警戒模式 > 普通模式（车道内/路口内/车道外）
`RunPedestrianPredictor()`	行人预测路由：使用 `pedestrian_predictor_` 配置的预测器
`RunCyclistPredictor()`	骑行者预测路由：根据是否在车道上选择对应预测器
`RunDefaultPredictor()`	默认预测路由：未知类型障碍物，按车道内外选择预测器
`RunEmptyPredictor()`	空操作预测器：用于被忽略、静止或启用了多智能体评估器的障碍物

配置

预测器类型

系统通过 ObstacleConf::PredictorType 枚举注册了以下 8 种预测器：

类型	实现类	说明
`LANE_SEQUENCE_PREDICTOR`	`LaneSequencePredictor`	车道序列预测器，沿车道拓扑生成轨迹
`MOVE_SEQUENCE_PREDICTOR`	`MoveSequencePredictor`	运动序列预测器
`SINGLE_LANE_PREDICTOR`	`SingleLanePredictor`	单车道预测器
`FREE_MOVE_PREDICTOR`	`FreeMovePredictor`	自由运动预测器，用于车道外障碍物
`JUNCTION_PREDICTOR`	`JunctionPredictor`	路口预测器
`EXTRAPOLATION_PREDICTOR`	`ExtrapolationPredictor`	外推预测器
`INTERACTION_PREDICTOR`	`InteractionPredictor`	交互式预测器，考虑与主车的交互
`EMPTY_PREDICTOR`	`EmptyPredictor`	空预测器，不生成轨迹

默认预测器映射

PredictorManager 按障碍物类型和状态维护如下默认映射：

场景	默认预测器
车辆-车道内	`LANE_SEQUENCE_PREDICTOR`
车辆-车道外	`FREE_MOVE_PREDICTOR`
车辆-路口内	`LANE_SEQUENCE_PREDICTOR`
车辆-车道内(警戒)	`MOVE_SEQUENCE_PREDICTOR`
车辆-路口内(警戒)	`INTERACTION_PREDICTOR`
车辆-默认(警戒)	`EXTRAPOLATION_PREDICTOR`
车辆-交互	`EMPTY_PREDICTOR`
骑行者-车道内	`LANE_SEQUENCE_PREDICTOR`
骑行者-车道外	`FREE_MOVE_PREDICTOR`
行人	`FREE_MOVE_PREDICTOR`
未知-车道内	`LANE_SEQUENCE_PREDICTOR`
未知-车道外	`FREE_MOVE_PREDICTOR`

关键运行参数

参数	说明
`FLAGS_enable_multi_thread`	是否启用并行预测模式
`FLAGS_enable_trim_prediction_trajectory`	是否裁剪进入路口的轨迹尾部
`FLAGS_enable_multi_agent_vehicle_evaluator`	车辆是否使用多智能体评估器（启用时跳过预测器）
`FLAGS_enable_multi_agent_pedestrian_evaluator`	行人是否使用多智能体评估器
`FLAGS_prediction_trajectory_time_length`	预测轨迹时长
`FLAGS_max_thread_num`	并行预测最大线程数
`FLAGS_distance_beyond_junction`	路口距离阈值，用于轨迹裁剪
`FLAGS_distance_to_slow_down_at_stop_sign`	停车标志减速距离

调用关系

text

Prediction (预测子系统)
  └─ PredictorManager::Run()
       ├─ [串行] PredictObstacles()
       │    └─ PredictObstacle()  (逐个障碍物)
       └─ [并行] PredictObstaclesInParallel()
            └─ PredictObstacle()  (线程池并行)

PredictObstacle()
  ├─ 障碍物忽略/静止 → RunEmptyPredictor() → EmptyPredictor::Predict()
  ├─ 车辆 → RunVehiclePredictor()
  │    ├─ 交互模式 → InteractionPredictor::Predict()
  │    ├─ 警戒模式 → MoveSequencePredictor / InteractionPredictor / ExtrapolationPredictor
  │    └─ 普通车辆 → LaneSequencePredictor / FreeMovePredictor / JunctionPredictor
  │         └─ [可选] TrimTrajectories() 裁剪路口轨迹
  ├─ 行人 → RunPedestrianPredictor() → FreeMovePredictor::Predict()
  ├─ 骑行者 → RunCyclistPredictor() → LaneSequencePredictor / FreeMovePredictor
  └─ 未知 → RunDefaultPredictor() → LaneSequencePredictor / FreeMovePredictor

贡献者

Steven Moder

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Predictor 预测器模块 ​

概述 ​

核心类 ​

Predictor ​

PredictorManager ​

核心函数 ​

Predictor 基类方法 ​

PredictorManager 核心方法 ​

障碍物类型路由方法 ​

配置 ​

预测器类型 ​

默认预测器映射 ​

关键运行参数 ​

调用关系 ​

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